前言

河口生态系统位于河流生态系统与海洋生态系统的交汇处,受海陆交互作用影响强烈,生态环境较为敏感脆弱,是流域最后的生态安全屏障,对于流域健康和水环境安全具有重要地位和指示作用。河口生态系统在物质循环、能量流动以及维持系统多样性方面具有无法取代的重要作用。

海河流域一共有31条河流。目前海河流域河口生态系统已受到营养物质、重金属和持久性有机物质的污染。土地利用、人为干扰下水文情势改变等也不断影响河口湿地的生态完整性。同时,由于河口的管理职权不清,缺乏有效监管,生态系统破坏严重,在人类活动的持续影响下,河口生态系统面临不断增长的风险与挑战。河口生态系统的健康不仅影响到上游河流的健康,也关系到下游海洋的生态系统健康。目前河口生态系统的健康越来越受到人们的重视。

本书以具有强人为干扰和复合环境污染为主要特征的海河流域典型河口为研究案例,基于河口水量减少、水质恶化和生态系统退化交互影响的复杂性,以实验室、野外原位生态监测和模拟数据为基础,建立适用于流域、子流域和河口等不同尺度下水生态的风险评价模型,构建水质-水文-食物网综合作用下湿地AQUATOX-PRFW 模型(APRFW 模型),以水生态系统功能为表征,确定响应路径等级系数,进行水生态风险诊断、评价和不确定性分析,揭示河口水生态风险响应机制;构建了流域湿地初级生产力-呼吸速率-食物网PRFW 概念模型,结合APRFW 模型揭示不同生态单元净生产力与环境因子关系,探讨海河流域不同湿地净生产力时空变化规律及环境影响机制;应用T-RFLP (末端限制性片段长度多态性分析技术)分析河口细菌群落的分布与特征,确定水质指标中影响细菌群落特征的主要影响因子;基于河口生态系统营养物质、重金属、多环芳烃的污染特征和生物膜的时空分布特征,通过冗余明确影响生物膜群落的主要环境因子,并建立基于生物膜的生物完整性指数,为预测和评估环境因子对湿地生态系统的干扰提供理论基础,并在此基础上进一步制定流域生态恢复措施,为海河流域河口湿地的保护及修复提供决策支持。

全书共分为七章,第一章指出了海河流域河口水环境与水污染现状,以及生态环境不断恶化的问题,为高强度人类活动干扰的河口水环境风险评价研究奠定基础;第二章从流域角度,通过分析流域生态风险时空分布差异,确定高风险研究区;第三章对典型河口不同介质污染物的污染指数进行了分析;第四章研究了水质对于海河流域典型河口细菌的群落特征的影响;第五章建立了生物膜完整性指数,基于其对环境因子的响应,对海河流域河口健康进行了评价; 第六章构建了水质、水量及食物网综合作用下的湿地AQUATOX-PRFW 模型,应用该模型,评估了海河干流河口湿地生态系统功能,辨识了影响湿地净生产力的主要环境因子,探索了河口湿地净生产力时空变化规律及环境影响机制;第七章对研究进行了总结,并依据研究结论进行了展望。

本书写作分工如下。

第1章:刘静玲　孙斌　孟博

第2章:陈秋颖　刘静玲　史璇

第3章:刘丰　史璇　刘静玲

第4章:郎思思　刘静玲　孟博

第5章:刘静玲　刘丰　史璇

第6章:刘静玲　闫金霞　史璇

第7章:刘静玲　孟博　孙斌

统　稿:刘静玲　史璇　孟博　孙斌

本书在写作过程中得到北京师范大学环境学院杨志峰院士和崔保山教授、香港大学顾继东教授、香港公开大学何建宗教授的大力支持和真诚帮助! 化学工业出版社为本书的出版付出了辛勤的努力,在此一并表达我们衷心的谢意!

本书研究成果以国家自然科学基金“河口水生态风险响应机制” (项目号:41271496)为依托,在长期的研究过程中,我们克服了科研之路的重重困难并取得了可喜的成果。在此过程中,北京师范大学环境学院的科研团队及众多专家对我们的研究都给予了肯定与支持。经过夜以继日的集体奋战,让我们不仅能够进行科学交流与创新,更为我国河口生态系统恢复与管理提供了科学依据及技术支撑。

衷心希望我们阶段性的研究成果能够启发和推动河口水环境风险理论、方法与技术的系统研究和创新,应对《巴黎协定》生效和执行背景下中国流域管理面临的挑战,为开发兼顾环境科学、生态学、海洋科学、水力学、社会学和管理学的风险评估系统提供新思路, 为蓝色海岸恢复与重建贡献力量。

编者　　　

2018年5月